高中信息技術(shù)計(jì)算思維素養(yǎng)培養(yǎng)探討

林建斌

摘? 要：文章主要分析了高中信息技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的意義，從以理論知識(shí)的講解為主、缺乏對(duì)具體項(xiàng)目的教學(xué)，師資力量薄弱、缺乏信息技術(shù)教師培訓(xùn)學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)等方面對(duì)信息技術(shù)教學(xué)面臨的困境展開(kāi)研究。以創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境、融入計(jì)算概念，細(xì)化教學(xué)目標(biāo)、培養(yǎng)分解能力，開(kāi)展項(xiàng)目式教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維為切入點(diǎn)，對(duì)高中信息技術(shù)計(jì)算思維素養(yǎng)培養(yǎng)的有效路徑進(jìn)行探討，以期為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：高中信息技術(shù)；計(jì)算思維；培養(yǎng)策略

一、高中信息技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的意義

（一）計(jì)算思維——當(dāng)代學(xué)生的核心能力

計(jì)算思維是一種運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)基本概念解決問(wèn)題，設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的方式，包含了計(jì)算科學(xué)領(lǐng)域的一系列思維工具。計(jì)算思維不僅適用于計(jì)算機(jī)科學(xué)的概念和思想，更是一種廣泛應(yīng)用于工作、學(xué)習(xí)、生活的思維模式，信息技術(shù)課程是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的重要途徑。隨著“雙減”教育政策、素質(zhì)教育理念、核心素養(yǎng)教育思想在高中階段的落實(shí)，現(xiàn)代化的高中教育要在做好各學(xué)科知識(shí)教學(xué)的同時(shí)，將重點(diǎn)放在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、學(xué)習(xí)能力、自主解決問(wèn)題能力等方面。高中階段的教學(xué)要為學(xué)生進(jìn)入大學(xué)、適應(yīng)大學(xué)生活做好鋪墊，與高中教育模式相比，大學(xué)教育的開(kāi)放程度更高，與社會(huì)的接觸更加緊密，對(duì)學(xué)生的自我管理能力、自主學(xué)習(xí)能力有更高的要求。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展加速了信息時(shí)代的發(fā)展進(jìn)程，計(jì)算機(jī)技術(shù)在各個(gè)行業(yè)、各個(gè)領(lǐng)域以及生活中都有著普遍的應(yīng)用，社會(huì)的發(fā)展對(duì)人才的綜合能力提出了更高的要求。高中階段的信息教學(xué)可以提升學(xué)生計(jì)算能力，使之掌握獲取新知識(shí)的渠道，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源拓寬視野、提高認(rèn)知，由此來(lái)看，強(qiáng)化學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和靈活解決問(wèn)題的能力，與素質(zhì)教育的最終目標(biāo)相一致。

（二）培養(yǎng)學(xué)生靈活解決問(wèn)題的能力

計(jì)算思維概念的提出是為了解決計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的相關(guān)問(wèn)題，從公式化、數(shù)字化的角度去考慮問(wèn)題的本質(zhì)，探索多種解決問(wèn)題的途徑。高中信息技術(shù)教學(xué)的專業(yè)性不強(qiáng)，深度不足，重點(diǎn)在于讓學(xué)生初步了解信息技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景和處理問(wèn)題的技巧。學(xué)生通過(guò)計(jì)算思維的實(shí)踐和計(jì)算操作強(qiáng)化計(jì)算思維，從問(wèn)題的提出、問(wèn)題的理解到問(wèn)題的最終解決，學(xué)生在這一過(guò)程中可以增強(qiáng)邏輯思維能力，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)看待問(wèn)題的習(xí)慣。

二、高中信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)中面臨的主要問(wèn)題

（一）講解以理論知識(shí)為主，缺乏具體項(xiàng)目教學(xué)

隨著新課改的實(shí)施，信息技術(shù)課程教材、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)要求發(fā)生了巨大改變，很多教師對(duì)新課標(biāo)的教學(xué)方法認(rèn)識(shí)不夠清晰，僅依靠新課標(biāo)和教學(xué)用書(shū)無(wú)法真正理解、落實(shí)信息技術(shù)教學(xué)新模式，大部分教師在信息技術(shù)課中仍然秉持傳統(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，采用理論講述、單一練習(xí)的教學(xué)方法，在信息技術(shù)課程中沒(méi)有嘗試項(xiàng)目式教學(xué)，學(xué)生在接受相應(yīng)的理論知識(shí)后，無(wú)法在實(shí)踐中進(jìn)行應(yīng)用。例如在“數(shù)據(jù)處理”相關(guān)內(nèi)容的講解中，以Ｅｘｃｅｌ的基礎(chǔ)操作講解為主要內(nèi)容，對(duì)科學(xué)核心素養(yǎng)、高階思維的滲透較少，現(xiàn)有的信息技術(shù)教學(xué)模式與信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展速度不一致，學(xué)生無(wú)法形成系統(tǒng)化信息技術(shù)知識(shí)結(jié)構(gòu)。

（二）師資力量薄弱，缺乏信息技術(shù)系統(tǒng)化培訓(xùn)

現(xiàn)階段，信息技術(shù)更新迭代的速度較快，傳統(tǒng)的教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法無(wú)法滿足學(xué)生多元化發(fā)展需求。教學(xué)內(nèi)容的重大變化、課程標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)整，對(duì)高中信息技術(shù)教師的知識(shí)儲(chǔ)備、專業(yè)技能、學(xué)習(xí)能力提出了更高的要求。有些教師長(zhǎng)期以來(lái)受到應(yīng)試教育思想和傳統(tǒng)教學(xué)觀念的影響，無(wú)法適應(yīng)新的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，認(rèn)為高中階段的學(xué)生應(yīng)將更多的時(shí)間和精力花費(fèi)在高考的科目上，沒(méi)有充分意識(shí)到信息技術(shù)教學(xué)在提高學(xué)生思維能力、靈活解決問(wèn)題能力等方面發(fā)揮的重要作用。筆者認(rèn)為，學(xué)校要結(jié)合時(shí)代發(fā)展特征、素質(zhì)教育要求、新課改標(biāo)準(zhǔn)以及學(xué)生多元化發(fā)展需求積極創(chuàng)新信息技術(shù)教學(xué)手段，提高對(duì)該學(xué)科教學(xué)的重視程度，強(qiáng)化師資隊(duì)伍建設(shè)，在硬件設(shè)備購(gòu)置、教學(xué)軟件開(kāi)發(fā)和應(yīng)用中提供充足的資金支持，強(qiáng)化對(duì)信息技術(shù)教師的培訓(xùn)，從教學(xué)思想、教學(xué)觀念、職業(yè)技能等方面出發(fā)，提高一線教師的綜合素質(zhì)，借鑒同行業(yè)先進(jìn)的教學(xué)理念和教學(xué)模式，強(qiáng)化與其他學(xué)校的溝通，構(gòu)建線上線下相結(jié)合的培訓(xùn)模式，為信息技術(shù)教學(xué)活動(dòng)的高效、創(chuàng)新開(kāi)展夯實(shí)人才基礎(chǔ)，為提高學(xué)生計(jì)算思維提供全面保障。

三、高中信息技術(shù)計(jì)算思維素養(yǎng)培養(yǎng)的有效路徑

（一）創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，融入計(jì)算概念

創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境、巧設(shè)問(wèn)題、啟發(fā)式教學(xué)等新型教學(xué)模式在中小學(xué)教育中得到了有效滲透。計(jì)算思維的具體表現(xiàn)，是讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中了解問(wèn)題本質(zhì)，將抽象、復(fù)雜的問(wèn)題通過(guò)層層剖析，使問(wèn)題變得形象化、模型化、自動(dòng)化和系統(tǒng)化。在信息技術(shù)課堂內(nèi)容教學(xué)過(guò)程中，教師可以結(jié)合教材內(nèi)容、學(xué)生認(rèn)知能力和學(xué)習(xí)水平，通過(guò)創(chuàng)設(shè)具體的情境開(kāi)展教學(xué)，教學(xué)質(zhì)量的高低在一定程度上也取決于課堂情境設(shè)置的質(zhì)量。設(shè)置教學(xué)情境是計(jì)算思維素養(yǎng)訓(xùn)練的主要渠道，為幫助學(xué)生更好地理解計(jì)算概念，培養(yǎng)學(xué)生信息技術(shù)學(xué)科素養(yǎng)，在創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境時(shí)，教師要挖掘教材內(nèi)容中的生活性、科學(xué)性、問(wèn)題性元素，引導(dǎo)學(xué)生利用已有知識(shí)結(jié)構(gòu)和生活經(jīng)驗(yàn)展開(kāi)新知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解，在培養(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng)、創(chuàng)新能力的同時(shí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)課程的興趣、積極性和主動(dòng)性。值得注意的是，信息技術(shù)教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)雖然要融入生活化的元素，使教學(xué)內(nèi)容更加貼近學(xué)生的生活實(shí)際，但是也不能脫離學(xué)科知識(shí)和信息技術(shù)的背景，要體現(xiàn)出信息技術(shù)的特色。以“數(shù)據(jù)編碼”相關(guān)課程的講解為例，在此類知識(shí)點(diǎn)的講授中，既要通過(guò)合適的方式引入數(shù)學(xué)學(xué)科的對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)，又要與信息技術(shù)相關(guān)概念建立緊密聯(lián)系，教師要把握教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容。在課堂教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)中，有些教師往往會(huì)將過(guò)多的時(shí)間和精力花費(fèi)在二進(jìn)制與十進(jìn)制轉(zhuǎn)換技巧的講解中，導(dǎo)致教學(xué)重點(diǎn)不突出，教學(xué)內(nèi)容側(cè)重?cái)?shù)學(xué)學(xué)科相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的講解，在有限的課時(shí)內(nèi)沒(méi)有更多地講解信息技術(shù)方面的知識(shí)內(nèi)容，為此，教師要理清教學(xué)重點(diǎn)，將重點(diǎn)聚焦在計(jì)算機(jī)為什么采用二進(jìn)制、如何快速進(jìn)行進(jìn)制轉(zhuǎn)換等與信息技術(shù)相關(guān)的知識(shí)技能教學(xué)中，從二進(jìn)制解決問(wèn)題與十進(jìn)制解決問(wèn)題的適用場(chǎng)景出發(fā)，舉例說(shuō)明二進(jìn)制的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

教學(xué)情境的設(shè)計(jì)還要包含與“學(xué)科問(wèn)題”相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容，計(jì)算思維素養(yǎng)的訓(xùn)練重點(diǎn)是讓學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中建立自己的思考，提高解決問(wèn)題的能力，轉(zhuǎn)化看待問(wèn)題的視角，問(wèn)題是否具備可探討的價(jià)值決定著課堂教學(xué)的走向，影響著信息技術(shù)教學(xué)的整體質(zhì)量和效果。為此，情境的創(chuàng)設(shè)和相關(guān)問(wèn)題的設(shè)置要符合學(xué)生的認(rèn)知水平，要與教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生計(jì)算思維素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)緊密相關(guān)，要適當(dāng)控制問(wèn)題的難度，以免設(shè)置的問(wèn)題難度過(guò)大、教學(xué)內(nèi)容太過(guò)專業(yè)導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，降低學(xué)習(xí)信息技術(shù)課程的積極性和主動(dòng)性，削弱該課程在培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)和計(jì)算思維素養(yǎng)中的重要價(jià)值。

（二）細(xì)化教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)分解能力

高中信息技術(shù)教材中包含的知識(shí)點(diǎn)繁雜，有些僅作為科普內(nèi)容編入教材，很多知識(shí)點(diǎn)之間缺乏連貫性和系統(tǒng)性。結(jié)合筆者實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，很多學(xué)生在學(xué)完相應(yīng)課程之后仍然一頭霧水，并沒(méi)有對(duì)提高計(jì)算思維素養(yǎng)、培養(yǎng)解決問(wèn)題能力起到助益，學(xué)生無(wú)法有效地利用已學(xué)知識(shí)內(nèi)容解決實(shí)質(zhì)性的問(wèn)題，缺乏以計(jì)算思維為主體的實(shí)踐知識(shí)構(gòu)架，降低了教學(xué)效果。為此，教師要結(jié)合學(xué)生認(rèn)知能力、學(xué)習(xí)水平細(xì)化教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合信息技術(shù)學(xué)科特點(diǎn)和學(xué)生綜合素養(yǎng)培養(yǎng)要求，根據(jù)信息技術(shù)課程內(nèi)在結(jié)構(gòu)，打破教材的限制，對(duì)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行細(xì)化處理，對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行重組，讓原本孤立的知識(shí)點(diǎn)之間建立緊密的聯(lián)系，形成有一定邏輯關(guān)系的知識(shí)板塊，讓學(xué)生感受到不同知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系。信息技術(shù)課程的學(xué)時(shí)有限，涉及的知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容比較多，在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)教師要做到重點(diǎn)突出、主題明確，在有限的課時(shí)中提高教學(xué)效率，盡量保證課程內(nèi)容的少而精。為此，要從復(fù)雜、繁多的教材內(nèi)容中整合出能夠有效提高學(xué)生計(jì)算思維素養(yǎng)的內(nèi)容，使得教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)盡可能細(xì)化、量化。與高中其他學(xué)科內(nèi)容相比，信息技術(shù)課程的教學(xué)重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)信息化、數(shù)字化處理問(wèn)題思維的培養(yǎng)，幫助學(xué)生在實(shí)際解決問(wèn)題的過(guò)程中塑造計(jì)算思維，完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，在面對(duì)某一問(wèn)題時(shí)，能從多角度、多方位展開(kāi)思考。為此，細(xì)化教學(xué)目標(biāo)，整合教材中繁多的知識(shí)內(nèi)容，做到教學(xué)重點(diǎn)突出，制訂“程序化”和“模塊化”的教學(xué)活動(dòng)是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維素養(yǎng)的主要路徑。

（三）開(kāi)展項(xiàng)目式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維

所謂項(xiàng)目式教學(xué)，是指教師在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)時(shí)，完成相應(yīng)理論知識(shí)的講解之后，通過(guò)設(shè)計(jì)具體的項(xiàng)目，讓學(xué)生通過(guò)小組合作的方式完成獨(dú)立的項(xiàng)目，小組成員之間要互相討論，劃分明確的分工，根據(jù)項(xiàng)目?jī)?nèi)容和項(xiàng)目主題開(kāi)展信息數(shù)據(jù)收集、匯總，自行設(shè)計(jì)方案，再實(shí)施項(xiàng)目，最后形成項(xiàng)目報(bào)告和評(píng)價(jià)，通過(guò)這種引進(jìn)具體項(xiàng)目的教學(xué)方式可以提高學(xué)生的實(shí)踐能力、獨(dú)立思考能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，讓學(xué)生自主完成整個(gè)項(xiàng)目流程，在該過(guò)程中強(qiáng)化計(jì)算思維素養(yǎng)的培養(yǎng)。這一教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)在于，每個(gè)學(xué)生都可以作為具體項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人，通過(guò)第一視角發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探索問(wèn)題成因并尋找解決問(wèn)題的辦法，更加準(zhǔn)確地理解和掌握整個(gè)過(guò)程，明確不同環(huán)節(jié)的任務(wù)要求，項(xiàng)目式教學(xué)模式在高中信息技術(shù)課程中的應(yīng)用可以突出學(xué)生的主體地位，提高學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力，提高學(xué)生的課堂參與度。以“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”相關(guān)內(nèi)容的講解為例，在具體教學(xué)時(shí)可以將身體質(zhì)量指數(shù)ＢＭＩ作為項(xiàng)目范例，通過(guò)順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生層層遞進(jìn)地掌握、了解變量、輸入輸出函數(shù)、程序的結(jié)構(gòu)等知識(shí)內(nèi)容，這種項(xiàng)目的設(shè)計(jì)具有趣味性，讓學(xué)生用已學(xué)知識(shí)和技術(shù)了解身體狀態(tài)，有助于學(xué)生在項(xiàng)目執(zhí)行中產(chǎn)生深刻思考和理解，提高信息技術(shù)的應(yīng)用能力。

（四）創(chuàng)新教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制，發(fā)揮評(píng)價(jià)作用

制訂科學(xué)、合理、可行性強(qiáng)的教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制有助于完善教學(xué)評(píng)價(jià)體系，從教師的角度來(lái)看，通過(guò)分析教學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果可以對(duì)教學(xué)效果、教學(xué)質(zhì)量展開(kāi)全面、準(zhǔn)確、及時(shí)地分析，有助于教師了解學(xué)生的基本學(xué)習(xí)情況和對(duì)重難點(diǎn)知識(shí)內(nèi)容的掌握情況，評(píng)估教學(xué)目標(biāo)的完成程度，以便及時(shí)調(diào)整教學(xué)方案和教學(xué)內(nèi)容，提高信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)的針對(duì)性和有效性。

對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)教師的評(píng)價(jià)結(jié)果， 明確自己在信息技術(shù)課程學(xué)習(xí)中存在的不足，調(diào)整學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)方法，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)效果。教師給予學(xué)生正面、積極的評(píng)價(jià)可以幫助學(xué)生建立自信心，提高其對(duì)信息技術(shù)學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣。在具體操作中，針對(duì)實(shí)踐操作能力、程序調(diào)試運(yùn)行、成果展示、計(jì)算思維水平等內(nèi)容，可以使用多種評(píng)價(jià)量表來(lái)記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，特殊情況也可以多次評(píng)價(jià)，以“評(píng)”促學(xué)。透過(guò)評(píng)價(jià)，讓學(xué)生提高了解計(jì)算思維水平的開(kāi)放性和靈活性，進(jìn)一步深化邏輯思考，充分整合資源，應(yīng)用計(jì)算思維來(lái)解決問(wèn)題，鞏固計(jì)算觀念。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，計(jì)算思維素養(yǎng)的培養(yǎng)是信息技術(shù)課程的主要教學(xué)任務(wù)，也是時(shí)代、社會(huì)對(duì)學(xué)生提出的新要求。教師要結(jié)合教材內(nèi)容、新課標(biāo)育人目標(biāo)和高中學(xué)生多元化發(fā)展需求積極創(chuàng)新，明確信息技術(shù)教學(xué)在提高學(xué)生自主思考能力、自主學(xué)習(xí)能力、獨(dú)立解決問(wèn)題能力等方面所發(fā)揮的重要作用，結(jié)合自身專業(yè)知識(shí)，通過(guò)優(yōu)化課程內(nèi)容、制訂科學(xué)的教學(xué)目標(biāo)、建立完善的教育教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制提升高中信息技術(shù)教學(xué)的有效性，為學(xué)生實(shí)現(xiàn)多元化發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。

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（責(zé)任編輯：莫唯然）